KR101476330B1 - 커패시터 모듈 - Google Patents

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KR101476330B1 KR1020130039342A KR20130039342A KR101476330B1 KR 101476330 B1 KR101476330 B1 KR 101476330B1 KR 1020130039342 A KR1020130039342 A KR 1020130039342A KR 20130039342 A KR20130039342 A KR 20130039342A KR 101476330 B1 KR101476330 B1 KR 101476330B1
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안신영
박종온
이영훈
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Abstract

본 발명은 원통형 커패시터의 개수에 맞도록 측벽의 개수를 조정하여 측벽 케이스를 구성할 수 있는 커패시터 모듈에 관한 것으로, 다수개의 원통형 커패시터와; 다수개의 원통형 커패시터가 m×n으로 배열되어 내측에 수납되며 다수개의 측벽으로 이루어지는 측벽 케이스와; 측벽 케이스의 상부와 하부에 각각 체결되어 측벽 케이스를 덮는 커버 케이스로 구성되며, 다수개의 측벽은 각각 일측의 끝단에 채널홈이 형성되고 타측의 끝단에 키부재가 형성되며, 서로 키부재를 채널홈에 삽입하여 연결되어 m×n으로 배열되는 원통형 커패시터를 지지하는 것을 특징으로 한다.

Description

커패시터 모듈{Capacitor module}
본 발명은 커패시터 모듈에 관한 것으로, 특히 원통형 커패시터의 개수에 맞도록 측벽의 개수를 조정하여 측벽 케이스를 구성할 수 있는 커패시터 모듈에 관한 것이다.
전기 이중층 커패시터나 전해 커패시터는 원통형으로 조립될 수 있으며, 원통형으로 조립된 커패시터를 원통형 커패시터라 한다. 원통형 커패시터는 전기를 동력원으로 사용하는 자동차나 태양광 발전 시스템에 적용 시 용량이 작아 다수개의 커패시터를 직병렬로 연결하여 하나의 커패시터 모듈로 조립하여 사용한다.
한국등록특허 제1205331호(특허문헌 1)는 커패시터 모듈에 관한 것으로, 케이스 본체, 다수개의 커패시터, 상부 및 하부 커버로 구성된다. 케이스 본체는 상부와 하부가 각각 개방되며, 다수개의 커패시터는 케이스 본체에 수납되며 다수개의 버스바에 의해 직병렬로 연결된다. 상부 및 하부 커버는 각각 케이스 본체의 상부와 하부에 결합되어 커패시터가 외부 오염원으로 손상되는 것을 방지한다.
특허문헌 1과 같이 종래의 커패시터 모듈은 케이스 본체의 측면들이 하나의 판형으로 이루어진다. 이로 인해 종래의 커패시터 모듈은 용량 즉, 원통형 커패시터의 개수에 따라 케이스 본체의 크기가 달라짐으로써 원통형 커패시터의 개수에 맞도록 케이스 본체를 재설계해야 하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제1205331호(등록일: 2012.11.21)
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원통형 커패시터의 개수에 맞도록 측벽의 개수를 조정하여 측벽 케이스를 구성할 수 있는 커패시터 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 측벽의 내측면에 커패시터 지지홈을 형성하여 원통형 커패시터를 지지할 수 있는 커패시터 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 원통형 커패시터의 개수에 맞도록 측벽의 개수를 조정하여 측벽 케이스를 구성함으로써 모듈 조립 작업의 생산성을 개선할 수 있는 커패시터 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 측벽의 내측면에 커패시터 지지홈을 형성하여 원통형 커패시터를 지지함으로써 내진동을 개선시킬 수 있는 커패시터 모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 커패시터 모듈은 다수개의 원통형 커패시터와; 상기 다수개의 원통형 커패시터가 m×n으로 배열되어 내측에 수납되며 다수개의 측벽으로 이루어지는 측벽 케이스와; 상기 측벽 케이스의 상부와 하부에 각각 체결되어 측벽 케이스를 덮는 커버 케이스로 구성되며, 상기 다수개의 측벽은 각각 일측의 끝단에 채널홈이 형성되고 타측의 끝단에 키부재가 형성되며, 서로 키부재를 채널홈에 삽입하여 연결되어 m×n으로 배열되는 원통형 커패시터를 지지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 커패시터 모듈은 원통형 커패시터의 개수에 맞도록 측벽의 개수를 조정하여 측벽 케이스를 구성함으로써 모듈 조립 작업의 생산성을 개선할 수 있는 이점이 있으며, 측벽의 내측면에 커패시터 지지홈을 형성하여 원통형 커패시터를 지지함으로써 내진동을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 커패시터 모듈의 조립 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 커패시터 모듈의 부분 분해 조립 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 커패시터 모듈의 분해 조립 사시도,
도 4는 도 1에 도시된 케이스 본체의 평면도,
도 5는 도 1에 도시된 케이스 본체의 배면도,
도 6은 도 4에 도시된 측벽 케이스의 부분 분해 조립 평면도,
도 7 내지 도 10은 각각 도 4에 도시된 측벽 케이스의 다른 실시예를 나타낸 평면도.
이하, 본 발명의 커패시터 모듈의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명의 커패시터 모듈은 다수개의 원통형 커패시터(110), 측벽 케이스(120) 및 커버 케이스(130)로 구성된다.
다수개의 원통형 커패시터(110)는 원통형으로 조립되는 전기 이중층 커패시터나 전해 커패시터가 사용된다. 측벽 케이스(120)는 다수개의 원통형 커패시터(110)가 m×n으로 배열되어 내측에 수납되며, 다수개의 측벽(120a)으로 이루어진다. 다수개의 측벽(120a)은 각각 일측의 끝단에 채널홈(11: 도 6에 도시됨)이 형성되고 타측의 끝단에 키부재(12: 도 6에 도시됨)가 형성되며, 서로 키부재(12)를 채널홈(11)에 삽입하여 연결되어 측벽 케이스(120)의 내측에 m×n으로 배열되는 원통형 커패시터(110)를 지지한다. 커버 케이스(130)는 측벽 케이스(120)의 상부와 하부에 각각 체결되어 측벽 케이스(120)를 덮어 다수개의 원통형 커패시터(110)가 외부로 노출되는 것을 방지한다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 커패시터 모듈의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
다수개의 원통형 커패시터(110)는 원통형으로 조립되는 전기 이중층 커패시터나 전해 커패시터가 사용되며, 도 2 및 도 3에서와 같이 측벽 케이스(120)의 내측에 m×n으로 배열되도록 수납된다. 도 1 내지 도 5에 도시된 다수개의 원통형 커패시터(110)는 각각 3×6으로 배열된 실시예를 나타내며, m과 n은 각각 2 이상의 자연수가 사용된다. 측벽 케이스(120)의 내측에 m×n으로 배열되는 다수개의 원통형 커패시터(110)는 각각 일측과 타측에 외부단자(111)가 구비되며, 각각의 외부단자(111)는 버스바(bus bar)(112)로 연결되어 서로 직병렬로 연결된다.
버스바(112)는 다수개가 구비되며, 다수개의 버스바(112)는 각각 2개의 원통형 커패시터(110)를 서로 연결하여 m×n으로 배열되는 다수개의 원통형 커패시터(110)가 직병렬로 연결되도록 한다. 이러한 다수개의 버스바(112) 중 원통형 커패시터(110)의 일측 즉, 상부에 위치된 2개는 본 발명의 커패시터 모듈을 외부 회로장치(도시 않음)와 전기적으로 연결하기 위한 외부연결단자(113)가 연결된다.
다수개의 측벽(120a)은 도 3 내지 도 6에서와 같이 k개 이상이며, k개 이상의 측벽(120a) 중 4개가 모서리 측벽(121)으로 사용되고 k-4개는 길이연장 측벽(122)이 사용되다. 여기서, k는 4 이상의 자연수가 사용된다. 즉, 다수개의 측벽(120a)은 최소한 4개의 측벽(120a)이 사용되며, 4개의 측벽(120a)만을 사용 시 측벽 케이스(120)를 구성하기 위해 4개의 측벽(120a) 모두 모서리 측벽(121)이 사용된다.
모서리 측벽(121)은 도 4 내지 도 6에서와 같이 다수개의 원통형 커패시터(110)가 도 4 및 도 6에서와 같이 3×6으로 배열되는 경우에 모서리에 위치한 원통형 커패시터(110)와 대응되는 위치에 배치되며, 제1모서리 측벽부재(121a)와 제2모서리 측벽부재(121b)로 이루어진다.
제1모서리 측벽부재(121a)는 일측의 끝단에 채널홈(11)이 형성되며, 제2모서리 측벽부재(121b)는 제1모서리 측벽부재(121a)의 타측의 끝단에 제1모서리 측벽부재(121a)와 직교되도록 연장되어 형성되며 타측의 끝단에 키부재(12)가 형성된다. 이러한 제1모서리 측벽부재(121a)와 제2모서리 측벽부재(121b)는 각각 내측면에 원통형 커패시터(110)의 외주면이 부분적으로 삽입되어 지지되는 커패시터 지지홈(13)이 형성된다. 커패시터 지지홈(13)은 제1모서리 측벽부재(121a)와 제2모서리 측벽부재(121b)의 내측면 즉, 측벽 케이스(120)에 수납된 원통형 커패시터(110)와 마주대하는 면에 원통형 커패시터(110)의 외주면의 일부분이 삽입되어 밀착된 상태로 수납되도록 곡면으로 형성되어 원통형 커패시터(110)가 외부 충격으로 진동이 발생되는 것을 방지하여 내진동성을 개선시킨다. 여기서, 제1모서리 측벽부재(121a)와 제2모서리 측벽부재(121b)의 내측면은 모서리 측벽부재(121)을 이용해 측면 케이스(120)의 조립이 완료된 상태에서 측면 케이스(120)의 내측에 위치된 면을 나타낸다.
길이연장 측벽(122)은 일측의 끝단에 채널홈(11)이 형성되고 타측의 끝단에 키부재(12)가 형성된다. 이러한 길이연장 측벽(122)은 내측면에 원통형 커패시터(110)의 외주면이 부분적으로 삽입되어 지지되는 1개 이상의 커패시터 지지홈(13)이 형성된다. 예를 들어, 길이연장 측벽(122)은 도 6에서와 같이 커패시터 지지홈(13)이 1개가 형성되거나 2개 형성되어 1개의 길이연장 측벽(122)에 1개의 원통형 커패시터(110)를 지지하거나 2개의 원통형 커패시터(110)를 동시에 지지한다. 이러한 커패시터 지지홈(13)의 내주면은 원통형 커패시터(110)의 외주면의 일부와 일치 즉, 원통형 커패시터(110)의 외주면의 일부가 끼워져 삽입되도록 곡면으로 형성된다. 여기서, 길이연장 측벽(122)의 내측면은 길이연장 측벽(122)을 이용해 측면 케이스(120)의 조립이 완료된 상태에서 측면 케이스(120)의 내측에 위치된 면을 나타낸다.
원통형 커패시터(110)를 지지하여 커패시터 지지홈(13)이 형성되는 모서리 측벽(121)이나 길이연장 측벽(122)의 일측과 타측에 각각 채널홈(11)과 키부재(12)가 형성된다.
채널홈(11)은 도 6에 도시된 요부 확대도와 같이 원형홀(11a)과 가이드홀(11b)로 이루어진다. 원형홀(11a)은 모서리 측벽(121)이나 길이연장 측벽(122)의 일측의 끝단에 각각의 높이방향으로 연장되도록 형성되며, 가이드홀(11b)은 단면이 사각형을 갖도록 원형홀(11a)의 일측과 연통되며 타측이 개방되도록 형성된다.
키부재(12)는 도 6에 도시된 요부 확대도와 같이 가이드판(12a)과 원통부재(12b)로 이루어진다. 가이드판(12a)은 모서리 측벽(121)이나 길이연장 측벽(122)의 일측의 끝단에 돌출되도록 형성되어 채널홈(11)의 가이드홀(11a)에 삽입되며, 원통부재(12b)는 가이드판(12a)의 타측의 끝단에 연장되도록 형성되어 채널홈(11)의 원형홀(11b)에 삽입되어 측벽(120a)과 측벽(120a) 즉, 모서리 측벽(121)이나 길이연장 측벽(122)들이 서로 연결되도록 한다.
한 쌍의 커버 케이스(130)는 도 3에서와 같이 각각 판형상으로 이루어지며, 측벽 케이스(120)의 상부와 하부에 각각 체결되어 측벽 케이스(120)를 덮어 다수개의 원통형 커패시터(110)가 외부로 노출되는 것을 방지한다. 이러한 한 쌍의 커버 케이스(130)는 측벽 케이스(120)의 상부나 하부에 볼트나 너트와 같은 체결부재(도시 않음)로 체결되거나 한 쌍의 커버 케이스(130)에 형성된 다수개의 홀(131)을 장볼트(도시 않음)로 연결하여 측벽 케이스(120)에 체결된다.
한 쌍의 커버 케이스(130) 중 측벽 케이스(120)의 상부에 체결되는 커버 케이스(130)는 버스바(112)에 연결되는 외부연결단자(113)가 관통되어 삽입되도록 한 쌍의 단자삽입홀(132)이 형성된다. 한 쌍의 단자삽입홀(132)은 도 2에서와 같이 외부연결단자(113)와 대응되는 위치에 형성되도록 커버 케이스(130)의 일측과 타측에 서로 이격되어 형성된다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 커패시터 모듈의 조립 시 측벽 케이스(120)를 조립하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
측벽 케이스(120)는 원통형 커패시터(120)의 배열 개수에 따라 설정된다. 예를 들어, 도 7에서와 같이 다수개의 원통형 커패시터(120)가 2×2로 배열되는 경우에 측벽(120a)은 모서리 측벽(121)만이 사용되며, 모서리 측벽(121)은 4개가 사용된다. 4개의 모서리 측벽(121)이 준비되면 각각의 일측과 타측에 형성된 채널홈(11)과 키부재(12)를 이용하여 서로 연결함으로써 측벽 케이스(120)을 조립한다.
다수개의 원통형 커패시터(120)가 도 8에서와 같이 3×2로 배열되는 경우에 4개의 모서리 측벽(121)과 2개의 길이연장 측벽(122)을 준비한다. 여기서, 2개의 길이연장 측벽(122)은 모두 내측면에 1개 커패시터 지지홈(13)이 형성된 것을 선택한다. 4개의 모서리 측벽(121)과 2개의 길이연장 측벽(122)이 준비되면 각각의 일측과 타측에 형성된 채널홈(11)과 키부재(12)를 이용하여 서로 연결함으로써 측벽 케이스(120)을 조립한다.
다수개의 원통형 커패시터(120)가 도 9에서와 같이 3×3로 배열되는 경우에 4개의 모서리 측벽(121)과 4개의 길이연장 측벽(122)을 준비한다. 여기서, 4개의 길이연장 측벽(122)은 모두 내측면에 1개 커패시터 지지홈(13)이 형성된 것을 선택한다. 4개의 모서리 측벽(121)과 4개의 길이연장 측벽(122)이 준비되면 각각의 일측과 타측에 형성된 채널홈(11)과 키부재(12)를 이용하여 서로 연결함으로써 측벽 케이스(120)을 조립한다.
다수개의 원통형 커패시터(120)가 도 10에서와 같이 3×4로 배열되는 경우에 4개의 모서리 측벽(121)과 4개의 길이연장 측벽(122)을 준비한다. 여기서, 4개의 길이연장 측벽(122) 중 2개는 내측면에 1개 커패시터 지지홈(13)이 형성된 것을 선택하며, 나머지 2개는 내측면에 2개 커패시터 지지홈(13)이 형성된 것을 선택한다. 4개의 모서리 측벽(121)과 4개의 길이연장 측벽(122)이 준비되면 각각의 일측과 타측에 형성된 채널홈(11)과 키부재(12)를 이용하여 서로 연결함으로써 측벽 케이스(120)을 조립한다.
전술한 바와 같이 원통형 커패시터(120)의 배열 개수에 따라 측벽(120a)의 개수를 준비하여 측벽 케이스(120)가 조립되면 측면 케이스(120)의 내측에 다수개의 원통형 커패시터(120)를 수납하여 배열하며, 측면 케이스(120)의 상부와 하부에 커버 케이스(130)를 체결하여 커패시터 모듈의 조립을 완료한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 커패시터 모듈은 원통형 커패시터의 개수에 맞도록 측벽의 개수를 조정하여 측벽 케이스를 구성함으로써 모듈 조립 작업의 생산성을 개선할 수 있으며, 측벽의 내측면에 커패시터 지지홈을 형성하여 원통형 커패시터를 지지함으로써 내진동을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 커패시터 모듈은 전기를 동력원으로 사용하는 전기자동차나 하이브리드 자동차 제조산업이나 풍력이나 태양광 발전산업 분야에 적용할 수 있다.
110: 원통형 커패시터 111: 외부단자
112: 버스바 113: 외부연결단자
120: 측벽 케이스 120a: 측벽
121: 모서리 측벽 121a: 제1모서리 측벽부재
121b: 제2모서리 측벽부재 122: 길이연장 측벽
130: 커버 케이스

Claims (8)

  1. 다수개의 원통형 커패시터와;
    상기 다수개의 원통형 커패시터가 m×n으로 배열되어 내측에 수납되며 다수개의 측벽으로 이루어지는 측벽 케이스와;
    상기 측벽 케이스의 상부와 하부에 각각 체결되어 측벽 케이스를 덮는 커버 케이스로 구성되며,
    상기 다수개의 측벽은 각각 일측의 끝단에 채널홈이 형성되고 타측의 끝단에 키부재가 형성되며, 서로 키부재를 채널홈에 삽입하여 연결되어 m×n으로 배열되는 원통형 커패시터를 지지하며,
    상기 채널홈은 모서리 측벽이나 길이연장 측벽의 일측의 끝단에 형성되는 원형홀과, 상기 원형홀의 일측과 연통되며 타측이 개방되도록 형성되는 가이드홀로 이루어지고,
    상기 키부재는 모서리 측벽이나 길이연장 측벽의 일측의 끝단에 돌출되도록 형성되어 채널홈의 가이드홀에 삽입되는 가이드판과, 상기 가이드판의 타측의 끝단에 연장되도록 형성되어 채널홈의 원형홀에 삽입되는 원통부재로 이루어지는 것을특징으로 하는 커패시터 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 원통형 커패시터는 상기 측벽 케이스의 내측에 m×n으로 배열되도록 수납되고, 각각 일측과 타측에 구비되는 외부단자가 버스바로 연결되어 서로 직병렬로 연결되며, 상기 m과 상기 n은 각각 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 커패시터 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 측벽은 k개 이상이며, 상기 k개 이상의 측벽 중 4개가 모서리 측벽으로 사용되고 k-4개는 길이연장 측벽이 사용되며, 상기 k는 4 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 커패시터 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 모서리 측벽은 일측의 끝단에 채널홈이 형성되는 제1모서리 측벽부재와, 상기 제1모서리 측벽부재의 타측의 끝단에 제1모서리 측벽부재와 직교되도록 연장되어 형성되며 타측의 끝단에 키부재가 형성되는 제2모서리 측벽부재로 이루어지며,
    상기 제1모서리 측벽부재와 상기 제2모서리 측벽부재는 각각 내측면에 원통형 커패시터의 외주면이 부분적으로 삽입되어 지지되는 커패시터 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 커패시터 모듈.
  5. 제3항에 있어서, 상기 길이연장 측벽은 일측의 끝단에 채널홈이 형성되고 타측의 끝단에 키부재가 형성되며, 내측면에 원통형 커패시터의 외주면이 부분적으로 삽입되어 지지되는 1개 이상의 커패시터 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 커패시터 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 커패시터 지지홈의 내주면은 원통형 커패시터의 외주면의 일부와 일치되는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 커패시터 모듈.
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